[Java] Socket 통신 구현해보기(ServerSocket, Socket)

Socket

TCP/IP 기반 네트워크 통신에서 데이터 송수신의 마지막 접점을 의미합니다.
프로토콜과 IP주소, 포트 넘버로 구성되며 클라이언트/서버 구조로 동작합니다.

 

Socket 통신의 흐름

서버 흐름

1. 소켓 생성
2. IP와 Port번호를 설정하는 바인딩 작업 수행
3. listen으로 클라이언트 요청 대기
4. accept로 클라이언트와 연결
5. 데이터 송수신
6. 소켓 닫기

클라이언트 흐름

1. 소켓 생성
2. 서버에 설정된 ip와 port로 연결
3. 데이터 송수신
4. 소켓 닫기

 

ServerSocket

서버측에서 클라이언트의 접속을 대기하며 클라이언트 접속 시 접속을 허용하고 통신하기 위한 클래스입니다.

실제 모든 작업은 SocketImpl 인스턴스가 수행하게 되며 생성자 호출 시 인스턴스를 생성합니다.

내부 bind와 accept함수를 보면 모든 작업 수행 시 socketImpl을 호출하는 것을 확인할 수 있습니다.

 

ServerSocket 생성자

 public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) throws IOException {
      if (port < 0 || port > 0xFFFF)
          throw new IllegalArgumentException("Port value out of range: " + port);
      if (backlog < 1)
          backlog = 50;

      this.impl = createImpl();
      try {
          bind(new InetSocketAddress(bindAddr, port), backlog); // bind 함수
      } catch (IOException | SecurityException e) {
          close();
          throw e;
      }
  }

 

ServerSocket bind함수

    public void bind(SocketAddress endpoint, int backlog) throws IOException {
        if (isClosed())
            throw new SocketException("Socket is closed");
        if (isBound())
            throw new SocketException("Already bound");
        if (endpoint == null)
            endpoint = new InetSocketAddress(0);
        if (!(endpoint instanceof InetSocketAddress epoint))
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported address type");
        if (epoint.isUnresolved())
            throw new SocketException("Unresolved address");
        if (backlog < 1)
            backlog = 50;

        @SuppressWarnings("removal")
        SecurityManager security = System.getSecurityManager();
        if (security != null)
            security.checkListen(epoint.getPort());

        // SocketImpl bind+listen throw if already bound or closed
        SocketImpl impl = getImpl();
        impl.bind(epoint.getAddress(), epoint.getPort());
        impl.listen(backlog); //listen
        bound = true;
    }

 

ServerSocket accept 함수

  public Socket accept() throws IOException {
      if (isClosed())
          throw new SocketException("Socket is closed");
      if (!isBound())
          throw new SocketException("Socket is not bound yet");
      Socket s = new Socket((SocketImpl) null);
      implAccept(s);
      return s;
  }

 

 

Socket

클라이언트 사이드에서 서버와 통신하기 위한 클래스입니다.

서버 소켓과 마찬가지로 모든 작업은 SocketImpl 인스턴스가 수행하게 됩니다.

 

Socket 생성자

생성자 요청 시 내부에서 SocketImpl을 생성하는 것을 확인 할 수 있습니다.

public Socket(String host, int port)
    throws UnknownHostException, IOException
{
    this(host != null ? new InetSocketAddress(host, port) :
         new InetSocketAddress(InetAddress.getByName(null), port),
         (SocketAddress) null, true);
}

private Socket(SocketAddress address, SocketAddress localAddr, boolean stream)
throws IOException
{
    Objects.requireNonNull(address);

    // create the SocketImpl and the underlying socket
    SocketImpl impl = createImpl();
    impl.create(stream);

    this.impl = impl;
    this.state = SOCKET_CREATED;

    try {
        if (localAddr != null)
            bind(localAddr);
        connect(address);
    } catch (IOException | IllegalArgumentException | SecurityException e) {
        try {
            close();
        } catch (IOException ce) {
            e.addSuppressed(ce);
        }
        throw e;
    }
}

 

 

서버-클라이언트 구조 구현해보기

간단히 하나의 클라이언트가 접속해보는 구조를 구현해서 확인해보겠습니다.

 

서버 구현

public class MyServer {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("서버 소켓 시작하기-!");
        // 1. 포트번호를 매개변수로 지정하여 서버 소캣을 생성한 후 클라이언트의 접속을 기다린다.
        try (ServerSocket serverSocket= new ServerSocket(9999);
             // 2. 클라이언트의 접속 요청이 들어오면 accept() 메서드가 실행되어 클라이언트와의 통신을 위한 Socket 객체를 생성한다.
            Socket socket = serverSocket.accept();
             // 3.생성된 Socket 객체로부터 통신을 위한 InputStream, OutputStream을 얻는다.
             OutputStream os = socket.getOutputStream()){

            System.out.println("클라이언트가 접속했어-!");

            // 5.InputStream, OutputStream을 이용하여 클라이언트와 통신한다.
            os.write("안녕 넌 서버에 접속을 성공했단다~".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

 

클라이언트 구현

public class MyClient {

    public static void main(String[] args) {
        // 1 .서버의 IP주소와 Port번호를 매개변수로 지정하여 서버와 통신을 위한 Socket 객체를 생성한다.
        try (Socket socket = new Socket("localhost", 9999);
         // 2. Socket 객체로부터 서버와의 통신을 위한 InputStream, OutputStream을 얻는다.
        BufferedReader br= new BufferedReader (new InputStreamReader(socket.getInputStream(),"UTF-8"))){
            System.out.println("서버에 접속 완료-!");

            // 3.생성된 InputStream, OutputStream을 이용하여 서버와 통신한다.
            System.out.println("서버가 준 메시지  :" + br.readLine());
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

오늘은 간단히 소켓에 대해 공부하고 소켓 통신을 구현해봤습니다.
서버측에서 클라이언트를 관리하고 스레드를 활용한다면 채팅 구조도 만들어 볼 수 있을 것 같습니다.
다음에는 채팅구조를 만들어 한번 작성해보겠습니다.